KR100527704B1 - 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 키를 이용하여 크랭크스프로켓과 크랭크샤프트의 회전방향 위치를 설정하고, 크랭크스프로켓을 가열하여 크랭크샤프트에 압입하도록 하는 간단한 조립방법을 제공하여, 크랭크스프로켓을 크랭크샤프트에 정확하게 조립할 수 있도록 하며, 일단 조립된 상태는 크랭크샤프트풀리의 분해 및 조립에 의해 영향을 받지 않도록 함으로써, 지속적으로 안정된 상태의 엔진 작동성을 확보할 수 있도록 한다.

Description

크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 조립방법{assemble method of crankshaft and crank sprocket}

본 발명은 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓을 결합하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크랭크스프로켓을 보다 간단하게 장착하면서도 필요로 하는 정확한 위치관계를 확보할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

도 1에는 일반적인 타이밍체인을 장착한 엔진이 도시되어 있는바, 크랭크샤프트(100)의 회전과 동기하여 정확한 밸브타이밍을 확보하기 위해 크랭크샤프트(100)에는 크랭크스프로켓(102)을 설치하고 캠샤프트(104)에는 캠스프로켓(106)을 설치하여, 이들을 타이밍체인(108)으로 연결하도록 하고 있으며, 이는 상기 타이밍체인(108)이 타이밍벨트보다 내구성 및 신뢰성이 높아 그 적용이 증가하고 있는 추세이다.

여기서, 상기 크랭크샤프트(100)에 크랭크스프로켓(102)을 조립하여 고정하는 방법은 종래에 크게 두 가지의 방법을 사용하는데, 그 중 하나는 크랭크스프로켓을 크랭크노우즈에 압입하는 방법이고, 나머지 하나는 크랭크샤프트풀리를 이용하여 조립하는 방법이다.

이중, 전자의 경우 조립라인에서 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 정확한 회전방향 위치를 맞추기 위해서는 고가의 조립장비를 구비하여야 하며, 편차가 발생할 가능성이 많아서 주기적인 검사 및 확인이 요구되는 등 세심한 주의를 요하게 되는 문제점이 있다.

또한, 후자의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 크랭크샤프트(100)에 키이(110)를 삽입하고 크랭크스프로켓(102)을 끼워서 크랭크샤프트(100)와 크랭크스프로켓(102)의 회전방향 위치를 정확하게 설정하도록 하므로 회전방향의 위치는 매우 정확한 정밀도로 설정이 가능하다. 그러나, 상기한 바와 같이 크랭크샤프트(100)에 키이(110)를 삽입하고 크랭크스프로켓(102)을 축방향으로 끼운 상태는 그 회전방향의 구속조건은 구비되지만, 축방향의 구속조건을 설정하기 위해 별도의 고정수단이 요구된다.

이에 따라, 종래에는 상기와 같은 크랭크스프로켓(102)의 축방향 구속을 위한 고정수단으로 도 2에 도시된 바와 같이 크랭크샤프트풀리(112)를 사용하였다. 즉, 도시된 바와 같이 크랭크샤프트풀리(112)의 허브를 크랭크스프로켓(102)을 향하여 돌출시켜서 크랭크스프로켓(102)의 측면을 밀어주는 구조를 취하고, 풀리볼트(114)로 그 체결상태를 유지하도록 하는 것이다.

그런데, 상기한 바와 같은 방법은 크랭크샤프트(100) 노우즈의 동축도, 크랭크스프로켓(102)과 크랭크샤프트풀리(112)의 접촉면 가공상태 및 이들의 크랭크샤프트(100)에 대한 직각도 등 그 형상공차의 관리에 세심한 주의를 요하게 되며, 풀리볼트(114)의 체결력이 크게 요구되는데, 이 부위는 정비시에 수시로 분해 및 조립이 이루어지는 부분으로서 풀리볼트(114)의 체결력 부족에 의한 엔진의 비정상 작동 등이 우려되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 구조와 조립방법으로 크랭크스프로켓을 크랭크샤프트에 정확하게 조립할 수 있도록 하며, 일단 조립된 상태는 크랭크샤프트풀리의 분해 및 조립에 의해 영향을 받지 않도록 함으로써, 지속적으로 안정된 상태의 엔진 작동성을 확보할 수 있도록 한 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 조립방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 조립방법은 크랭크샤프트에 키홈을 형성하는 단계와;상기 키홈에 키를 삽입하는 단계와;상기 크랭크샤프트의 외경보다 30㎛ 이상 작게 형성한 크랭크스프로켓의 온도가 크랭크샤프트보다 높도록 온도차를 형성하는 단계와;상기 온도차를 갖는 크랭크스프로켓의 온도가 크랭크샤프트보다 200℃ 이상 높은 상태에서 상기 크랭크스프로켓을 크랭크샤프트에 삽입하는 단계와;상기 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 온도차를 해소시키는 단계;로 구성된 것을 특징으로 한다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 조립방법을 설명한 도면이다.

즉, 크랭크샤프트(1)에 키홈(3)을 구비하여 상기 키홈(3)에 키(5)를 삽입하고, 크랭크스프로켓(7)의 온도를 크랭크샤프트(1)보다 높아지도록 온도차를 형성하여 크랭크스프로켓(7)과 크랭크샤프트(1) 사이의 열변형을 이용하여 크랭크스프로켓(7)을 크랭크샤프트(1)에 용이하게 결합한 후, 상온 상태로 하여 상기 크랭크샤프트(1)와 크랭크스프로켓(7)의 온도차가 해소됨에 의해 상기 크랭크스프로켓(7)이 크랭크샤프트(1)에 견고하게 조립된 상태를 유지하도록 하는 것이다.

여기서, 상기 크랭크샤프트(1)와 크랭크스프로켓(7) 사이에 온도차를 형성하는 방법은 크랭크스프로켓(7)을 가열하는 방법과 크랭크샤프트(1)를 냉각하는 방법이 있는데, 본 실시예에서는 상기 크랭크스프로켓(7)을 가열하는 방법을 예로 들어 설명하기로 한다.

이때 상기 크랭크스프로켓(7)은 상기 크랭크샤프트(1)와 마찬가지로 상기 크랭크샤프트에 삽입된 키(5)가 삽입되는 키홈(9)이 구비되어 있어서, 상기 크랭크샤프트(1)와 크랭크스프로켓(7) 사이의 회전 방향 위치관계가 상기 키(5)에 의해 결정 및 구속되도록 하여 정밀한 회전방향 위치관계가 설정되도록 되어 있다.

한편, 본 실시예에서 상기 키(5)는 반달형 키를 사용하여 반원형 부분이 크랭크샤프트의 키홈(3)으로 삽입되고 직선 부분이 크랭크스프로켓(7)의 축방향 삽입에 의해 크랭크스프로켓의 키홈(9)에 끼워지도록 하였다.

또한, 상기 크랭크샤프트(1)의 외경은 상기 크랭크스프로켓(7)의 내경보다 30㎛이상 크게 형성되도록 하여 크랭크스프로켓(7)이 가열되었다가 냉각되어 상온상태가 되면 크랭크스프로켓(7)이 크랭크샤프트(1)의 외측에 압착되도록 하였으며, 상기 크랭크스프로켓(7)의 가열온도는 약 250℃로 하여 크랭크샤프트(1)에 삽입시에는 용이한 삽입이 가능하도록 하였다.

따라서, 크랭크샤프트(1)에 대한 크랭크스프로켓(7)의 회전방향 위치의 구속조건을 상기 두 키홈(3,9) 및 키(5)를 이용하여 미리 설정한 상태에서, 상기 크랭크스프로켓(7)을 가열하여 크랭크샤프트(1)에 삽입한 후, 상기 크랭크스프로켓(7)이 상온상태로 식게 되면 상기 크랭크스프로켓(7)과 크랭크샤프트(1)의 결합상태는 견고한 상태를 유지하게 된다.

즉, 크랭크스프로켓(7)의 회전방향 위치관계는 상기 키와 키홈(3,9)들에 의해 정확하게 구속되고, 크랭크샤프트(1)의 축방향 위치관계는 상기 크랭크스프로켓(7)의 내측이 크랭크샤프트(1)의 외측을 압착하면서 발생시키는 마찰력에 의해 견고하게 지지되므로, 일단 상기와 같은 조립이 끝난 후에는 상기 크랭크스프로켓(7)만 별도로 가열하지 않는 한 상기와 같은 견고한 조립상태가 지속적으로 유지될 수 있는 것이다.

따라서, 종래와 같이 크랭크샤프트풀리에 의한 복잡한 지지구조를 갖출 필요가 없어지게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 간단한 구조와 조립방법으로 크랭크스프로켓을 크랭크샤프트에 정확하게 조립할 수 있도록 하며, 일단 조립된 상태는 크랭크샤프트풀리의 분해 및 조립에 의해 영향을 받지 않도록 함으로써, 지속적으로 안정된 상태의 엔진 작동성을 확보할 수 있도록 한다.

도 1은 일반적인 엔진의 타이밍 체인 장착상태를 도시한 도면,

도 2는 종래 기술에 의한 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 조립구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 조립방법을 설명한 도면,

도 4는 도 3의 크랭크스프로켓을 도시한 상세도,

도 5는 도 3의 크랭크샤프트 및 반달형 키를 도시한 상세도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 크랭크샤프트3, 9; 키홈

5; 키7; 크랭크스프로켓

Claims (4)

1. 크랭크샤프트에 키홈을 형성하는 단계와;

   상기 키홈에 키를 삽입하는 단계와;

   상기 크랭크샤프트의 외경보다 30㎛ 이상 작게 형성한 크랭크스프로켓의 온도가 크랭크샤프트보다 높도록 온도차를 형성하는 단계와;

   상기 온도차를 갖는 크랭크스프로켓의 온도가 크랭크샤프트보다 200℃ 이상 높은 상태에서 상기 크랭크스프로켓을 크랭크샤프트에 삽입하는 단계와;

   상기 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 온도차를 해소시키는 단계;

   로 구성된 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 조립방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 크랭크스프로켓의 온도는 250℃로 하고,

   상기 크랭크샤프트는 상온상태로 한 상태에서 크랭크스프로켓을 크랭크샤프트에 삽입하는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트와 크랭크스프로켓의 조립방법.